塔吊基礎(chǔ)計(jì)算

1、塔吊基礎(chǔ)方案工程概況1、本工程位于松江區(qū)九亭鎮(zhèn)，地塊南臨蒲匯塘河，東臨滬亭路，西臨橫涇河，北臨滬松公路并與地鐵9#線車站一墻之隔，與 9#線車站物業(yè)開發(fā)管理為一個(gè)整體。地塊面積41162歸由3#、4#、5#、6#、7#、8#公寓樓及9#酒店、10#辦公樓組成。2、因地塊面積巨大，根據(jù)塔吊平面布置應(yīng)最大程度滿足施工區(qū)域吊裝需要，盡可能減少吊裝盲區(qū)的原則，以及地下室工程施工中能充分利用塔吊來滿足施工需要，按照施工組織總設(shè)計(jì)要求擬搭設(shè)6臺(tái)附墻式塔吊，其中 QTZ80B （工作幅度60M，額定起重力矩800KN.M ） 2臺(tái)，QTZ80A （工作幅度55M，額定起重力矩 800KN.M ） 4臺(tái)，平面

2、位置詳附圖。3、擬建建筑物高度及層數(shù)建筑物樓號(hào)345678910層數(shù)（層）1513131517192323建筑物高度（m）72.562.962.972.582.191.7104.0104.04、根據(jù)建筑物高度，1#塔吊位于3#樓西北側(cè)位置，搭設(shè)高度為86M ; 2#塔吊位于9#樓南側(cè)位置，搭設(shè)高度為 114M ; 3#塔吊位于5#樓西北側(cè)位置，搭設(shè)高度為77M，設(shè)水平限位裝置；4#塔吊位于10#樓東南側(cè)位置，搭設(shè)高度為114M ; 5#塔吊位于6#樓西北側(cè)位置,搭設(shè)高度為100M , 6#塔吊位于8#樓西北側(cè)位置，搭設(shè)高度為100M。其中5#、6#塔吊為QTZ80B，其余 4 臺(tái)為 QTZ80

3、A。5、塔吊應(yīng)在土方開挖前安裝完畢，故采用型鋼格構(gòu)式非塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)插入鉆孔灌注樁內(nèi)，以保障塔吊安全、穩(wěn)定和牢固可靠，且不妨礙地下室頂板混凝土的整體澆筑施工，有利于加快施工進(jìn)度和確保工程質(zhì)量。6、 本工程采用鉆孔灌注樁筏板基礎(chǔ)，基坑底標(biāo)高為-8.000、-8.800、-9.100 ,本工程土 0.000相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高 6.150M，自然地坪標(biāo)高相對(duì)于絕對(duì)標(biāo)高-1.45 M。7、根據(jù)本工程地質(zhì)勘察報(bào)告，各土層極限摩阻力、端阻力標(biāo)準(zhǔn)值指標(biāo)見下表:層號(hào)土層名稱埋深(m)相對(duì)標(biāo)高(m)鉆孔灌注樁抗拔系數(shù)(入)Fs(KPa)Fp(KPa)灰色砂質(zhì)粉土夾粉質(zhì)粘土13-14.45150.6灰色粉質(zhì)粘土14-15

4、.45150.6灰色粘土21-22.45200.6-1灰色粉質(zhì)粘土26.5-27.95350.6-2暗綠色粘土30-31.45559000.6草黃色砂質(zhì)粉土34-35.457018000.6灰黃色粉質(zhì)粘土36-37.45500.6草黃灰色粉砂47-48.457525000.572灰色粉質(zhì)粘土夾粉砂53-54.45450.6灰色粉砂夾粉質(zhì)粘土65-66.457520000.582灰色粉砂75-76.458025000.5灰色中粗砂100-101.459030000.58、塔式起重機(jī)主要技術(shù)性能表塔吊型號(hào)QTZ80BQTZ80A序號(hào)載荷名稱單位數(shù)量單位數(shù)量1基礎(chǔ)所受的垂直荷載KN587KN5112

5、基礎(chǔ)所受的水平何載KN62KN723基礎(chǔ)所受的傾翻力矩KN.M1642KN.M12424基礎(chǔ)所受的扭矩KN.M310KN.M3485獨(dú)立式整機(jī)重T40.83T6平衡重T13.92T14.27工作幅度M60M558最大起重量T8T69末端起重量T1T1.210額疋起重力矩KN.M800KN.M80011塔身截面M1.8 X1.8M1.6 X1.612最大起升高度獨(dú)立式M47M4013附著式M160M14014裝機(jī)總?cè)萘縆W48KWKW塔吊布置原則本工程作業(yè)面積大，綜合考慮塔吊的作用半徑、起吊重量、基礎(chǔ)工程樁位布置、圍檁支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、經(jīng)濟(jì)性比較后，作出以下布置原則。1. 塔吊布置在基

6、坑內(nèi)2. 塔吊共6臺(tái)，55m臂4臺(tái)，60m臂2臺(tái)3. 塔吊選型：市滬淞建筑機(jī)械廠有限公司生產(chǎn)的 QTZ80A （ 5512 ）及 QTZ80B （ 6010 ） 塔吊。4. 具體位置詳見塔吊平面布置圖5. 因塔吊布置在基坑內(nèi)，考慮到土方開挖后安裝困難。并為兼顧土方開挖垂直運(yùn)輸，塔吊 需在基礎(chǔ)開挖前投入正常使用。 。6. 塔吊樁基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁7. 樁上部鋼支柱采用 H 型鋼，上端標(biāo)高 -0.50m8. 塔吊基礎(chǔ)采用C30水下混凝土，800鉆孔灌注樁，上部H型鋼格構(gòu)非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)插入樁內(nèi)2500 。塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)與型鋼格構(gòu)用高強(qiáng)度螺栓和蓋板焊接連接固定。詳見附圖三、計(jì)算依據(jù)1.地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范DGJ08

7、-11-19992.建筑樁技術(shù)規(guī)范JGJ94-943.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-20024.建筑結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程JGJ80-915.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載規(guī)范GB50009-20016.滬淞 建筑機(jī)械廠有限公司的QTZ80A 、80B 塔式起重機(jī)的使用說明書7. 本工程平面圖、結(jié)構(gòu)圖、圍檁支撐圖四、塔吊分項(xiàng)參數(shù)計(jì)算塔吊是施工場(chǎng)地最重要的施工機(jī)械之一，其使用貫穿了整個(gè)工程。在這過程中間隔時(shí)間長(zhǎng)，不可預(yù)見性因素多，為確保塔吊的安全， 以下計(jì)算都按極限苛刻條件下能保證塔吊正常工作計(jì)算。即：塔吊設(shè)置在最大開挖深度處;型鋼柱與混凝土灌注樁連接按光滑面錨固。（計(jì)算詳值見計(jì)算表格）1.基礎(chǔ)豎向極限承載力計(jì)算F

8、=F1 + F2F 基礎(chǔ)豎向極限承載力knF1 -塔吊自重（包括壓重）knF2 - 最大起吊重量kn2.單樁抗壓承載力、抗拔力計(jì)算樁頂豎向力的計(jì)算（依據(jù)建筑樁技術(shù)規(guī)范JGJ94-94 的第 5.1.1 條）計(jì)算結(jié)果為抗壓,其中 Ni單樁樁頂豎向力設(shè)計(jì)值kNKNMx,My承臺(tái)底面的彎矩設(shè)計(jì)值kN.m單樁個(gè)數(shù), 作用于樁基承臺(tái)頂面的豎向力設(shè)計(jì)值 塔吊基礎(chǔ)重量kN.mxi,yi 單樁相對(duì)承臺(tái)中心軸的XY方向距離塔吊的傾覆力矩3. 樁長(zhǎng)以及樁徑計(jì)算樁采用鉆孔灌注樁Rk實(shí)際=fpAp+UpEfsliR = NiX iEUP=nd其中 Rk 實(shí)際實(shí)際鉆孔灌注樁承載能力KNfpAp樁端面承載能力KNUp E

9、fsli樁側(cè)摩擦阻力總和KNR單樁軸向承力安全值KN樁安全系數(shù)取2d樁直徑m4. 樁抗拔驗(yàn)算Qk =/Rk實(shí)際5. 樁配筋計(jì)算樁身配筋率可取 0.20%0.65% (計(jì)算取上限0.65 %)，抗壓主筋不應(yīng)少于 610，箍 筋采用不少于6300mm的螺旋箍筋，在樁頂 5倍樁身直徑范圍內(nèi)箍筋6100mm，每 隔2m設(shè)一道212焊接加強(qiáng)箍筋。As = S樁截面X配筋率n = 4As/ (n2)其中n 豎筋根數(shù)根As 鋼筋總截面積m豎筋直徑m6. 樁上部鋼支柱計(jì)算鋼支柱采用 h Xb Xtw Xt = 350 X350 X1 2 X1 9 ， H 型鋼。A = hb- ( b-tw ) ( h-2t

10、)= 0.017 m;1） 四柱整體驗(yàn)算A 總=4A截面慣性矩Iz回轉(zhuǎn)半徑i=（ Iz/A總）a5215NA2）單柱驗(yàn)算Iz i =( Iz/A ) 0.5井架長(zhǎng)細(xì)比H 木查Iz、4A2157. 鋼支柱上部螺栓緊固水平鋼板抗拔計(jì)算H型鋼上部螺栓緊固水平鋼板采用500 X500厚20 , Q235鋼板，采用電焊與下部鋼焊接，焊接高度不小于 6mm。1）焊接強(qiáng)度驗(yàn)算-fiw 1600 lwtd焊接強(qiáng)度N軸心最大拔力，等于塔吊拔力l w 焊縫長(zhǎng)度等于 4478 MMf1w 焊縫的抗拉抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，Q235等于1608. 綴條計(jì)算綴條采用12#槽鋼截面面積 A = 0.0015700 m2V = V

11、1+V2VI 塔吊水平力引起應(yīng)力V1 = F4/2F4 塔吊水平力V2 塔吊扭矩引起應(yīng)力V2 = MN/2 (D X1.414 )Mn塔吊扭矩D樁間距fvV/Afv槽鋼的抗剪強(qiáng)度，厚度小于16mm，取125A 槽鋼截面積9. 螺栓計(jì)算采用30高強(qiáng)度螺栓，每肢2顆A總=冗D2(y=N 拔/ A 總295螺栓抗剪驗(yàn)算t=M nA 總 / (2 X樁間距 /1.414 ) 1、淤泥352軟塑粘性土 1 IL 0.5、粉砂5103硬塑粘性土 0.5 IL 0、細(xì)砂、中砂10 204堅(jiān)硬、半堅(jiān)硬粘性土 IL V 0、粗砂20 305礫砂、角礫、圓礫、碎石、卵石30 806密實(shí)粗砂夾卵石，密實(shí)漂卵石80

12、1201)基本資料：樁類型：樁身配筋率P g V 0.65%的灌注樁樁頂約束情況：鉸接、自由截面類型：圓形截面樁身直徑d = 800mm混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30 Ft = 1.50N/mmEc = 30000N/mm樁身縱筋 As = 3267mm凈保護(hù)層厚度 c = 50mm鋼筋彈性模量 Es = 200000N/mm樁入土深度 h = 23.000m樁側(cè)土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)m = 8MN/m4樁頂豎向力 N = 1000.0kN設(shè)計(jì)時(shí)執(zhí)行的規(guī)范：2)單樁水平承載力設(shè)計(jì)值計(jì)算：(1) 、樁身配筋率pg :pg = As / ( n X d 2 / 4) = 3267/( n800 2/4)

13、= 0.65%(2) 、樁身?yè)Q算截面受拉邊緣的表面模量Wo :扣除保護(hù)層的樁直徑do = d - 2 X c = 800-2 X50 = 700mm鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值oE = Es / Ec = 200000/30000 = 6.667Wo = n X d / 32 X d 2 + 2 X (aE - 1) X pg X do 2=nX.800/32 X0.800 2+2 X(6.667-1) X0.65% XJ.7002 = 0.053m(3) 、樁身?yè)Q算截面積An :An = n X d 2 / 4 X 1 + (久E - 1) X pg=n0.800 2/4 X1+(6.

14、667-1) X0.65%= 0.52m(4) 、樁身抗彎剛度El :樁身?yè)Q算截面慣性距Io = Wo X d / 2 = 0.053 X0.800/2 = 0.0212m4對(duì)于鋼筋混凝土樁，EI = 0.85 X Ec X IoEI = 0.85 X30000 X1000 XQ.0212 = 541622.927kN/m(5) 、樁的水平變形系數(shù)a按下式確定：a = (m X bo / EI) 1 / 5(樁基規(guī)范 5.4.5 )對(duì)于圓形樁，當(dāng)直徑 d 62KN11、QTZ80B塔式起重機(jī)基礎(chǔ)計(jì)算表符號(hào)意義公式單位計(jì)算值鉆孔灌注樁計(jì)算G樁上部鋼支架總重KN60.0m標(biāo)準(zhǔn)節(jié)重KN9.3b標(biāo)準(zhǔn)節(jié)

15、邊長(zhǎng)M1.8N標(biāo)準(zhǔn)節(jié)數(shù)量節(jié)20.0F1塔吊自重(包括平衡重)KN587.0F2最大起吊重量KN80.0F3標(biāo)準(zhǔn)節(jié)總重KN186.0Mn基礎(chǔ)承受扭矩F3=m XNKN.m310.0M傾覆力矩KN.m1642.0F4水平荷載KN62.0鉆孔灌注樁樁頂標(biāo)高m-9.05日樁安全系數(shù)取2.0d樁直徑m0.80D樁間距D=9d/4m1.800l取樁有效長(zhǎng)度（最大開挖深度至樁底）m23Ni單樁承力設(shè)計(jì)值* E； IXKN1177.090N拔抗拔力設(shè)計(jì)值闘&I-KN-629.290R單樁軸向承力安全值KN2354.181Up 刀qsili樁側(cè)總極限摩擦阻力KN1666.301qpAp樁端點(diǎn)極限承載力KN904

16、.779Rk實(shí)際取樁長(zhǎng)度后實(shí)際承載力Rk 實(shí)際=fpAp+Up EfsliKN2571.079符合Qk取樁長(zhǎng)度后實(shí)際抗拔力Qk =XRkKN1542.648滿足樁配筋計(jì)算根據(jù)樁徑按內(nèi)插法計(jì)算工程樁樁身取0.65%配筋率（0.20%0.65%）As截面鋼筋面積m20.003267豎筋直徑mm20.000n豎筋數(shù)量n=4As/ (n 2)根10.4箍筋取8200mm的螺旋箍筋樁上部鋼立柱計(jì)算H型鋼規(guī)格350 X350 X12 X1930H樁頂?shù)戒摌?gòu)件上端長(zhǎng)度m9.9A橫截面面積m20.017I合四根立柱組合極慣性距外部參照CAD自動(dòng)計(jì)算m40.056284I單柱單柱極慣性矩外部參照CAD自動(dòng)計(jì)算m

17、40.000068i合四根立柱組合回轉(zhuǎn)半徑i=(l/4A)0.5M0.908611i單柱單柱回轉(zhuǎn)半徑i=(l/A)0.50.062942入合四根立柱組合長(zhǎng)細(xì)比X=H/i10.84072440.981入單柱單柱長(zhǎng)細(xì)比X=H/i23.831576A0.848b合最大應(yīng)力b=Ni/A N/mm270.184816滿足b單柱最大應(yīng)力b=Ni/A N/mm281.441滿足鋼構(gòu)件插入樁深度（不計(jì)鋼柱頂端阻力）T鋼筋和混凝土的粘結(jié)應(yīng)力（光面鋼筋取1.5 3.5)kN/m21.5E+03d型鋼等截面圓鋼直徑m0.147h插入樁長(zhǎng)度h=Ni/ (Txn%m1.696型鋼上部水平鋼板焊接強(qiáng)度驗(yàn)算a焊接強(qiáng)度Nwf

18、i180lwtN/mm223.422滿足N塔吊拔力N629290.319lw焊縫長(zhǎng)度mm4478.000t焊縫高度，等于6mm6.000綴條計(jì)驗(yàn)算規(guī)格C12槽鋼面積(A)mm21570V1塔吊水平力引起剪力Vi = F4/2KN31.000V2扭矩引起的剪力V2 = Mn/2 (D X1.414 )KN60.899V水平力和扭矩組合作用剪力V = V1+V2KN91.899fv槽鋼抗剪強(qiáng)度f(wàn)vV/AN/mm258.534滿足螺栓計(jì)算塔吊每肢螺栓數(shù)顆3d螺栓直徑mm30A螺栓截面積m m22121a螺栓應(yīng)力a=N 拔 /AN/mm2297滿足T剪力TMMn/ (2 XD X1.414 ) /AN

19、/mm28.718滿足12、QTZ80A塔式起重機(jī)基礎(chǔ)計(jì)算表符號(hào)意義公式單位計(jì)算值鉆孔灌注樁計(jì)算G樁上部鋼支架總重KN60.0m標(biāo)準(zhǔn)節(jié)重KN9.3b標(biāo)準(zhǔn)節(jié)邊長(zhǎng)M1.6N標(biāo)準(zhǔn)節(jié)數(shù)量節(jié)20.0F1塔吊自重（包括平衡重）KN587.0F2最大起吊重量KN60.0F3標(biāo)準(zhǔn)節(jié)總重KN186.0Mn基礎(chǔ)承受扭矩F3=m NKN.m348.0M傾覆力矩KN.m1242.0F4水平荷載KN72.0鉆孔灌注樁樁頂標(biāo)高m-9.05E1樁安全系數(shù)取2.0d樁直徑m0.80D樁間距D=2dm1.600l取樁有效長(zhǎng)度（最大開挖深度至樁底）m23Ni單樁承力設(shè)計(jì)值町F + O/込片就Ji 此-1.：i 1 4( =73-

20、7*KN1036.464N拔抗拔力設(shè)計(jì)值“F+GMy if.Jf,Me+i.4（z, KN-500.664R單樁軸向承力安全值KN2072.929Up 刀 qsili樁側(cè)總極限摩擦阻力KN1666.301qpAp樁端點(diǎn)極限承載力KN904.779Rk實(shí)際取樁長(zhǎng)度后實(shí)際承載力Rk 實(shí)際=fpAp+Up EfsliKN2571.079符合Qk取樁長(zhǎng)度后實(shí)際抗拔力Qk =ARkKN1542.648滿足樁配筋計(jì)算根據(jù)樁徑按內(nèi)插法計(jì)算工程樁樁身配筋率（0.20%0.65%）取0.65%As截面鋼筋面積m20.003267豎筋直徑mm20.000n豎筋數(shù)量n=4As/ （n 2）根10.4箍筋取8200m

21、m的螺旋箍筋樁上部鋼立柱計(jì)算H型鋼規(guī)格350 X350 X12 X1930H樁頂?shù)戒摌?gòu)件上端長(zhǎng)度m9.9A橫截面面積m20.017I合四根立柱組合極慣性距外部參照CAD自動(dòng)計(jì)算m40.044694I單柱單柱極慣性矩外部參照CAD自動(dòng)計(jì)算m40.000675i合四根立柱組合回轉(zhuǎn)半徑i=(l/4A)0.5M0.809675i單柱單柱回轉(zhuǎn)半徑i=(l/A)0.50.199039入合四根立柱組合長(zhǎng)細(xì)比X=H/i12.165374 =0.978入單柱單柱長(zhǎng)細(xì)比X=H/i7.536206 =0.99b合最大應(yīng)力b=Ni/A N/mm262.179037滿足b單柱最大應(yīng)力b=Ni/A N/mm261.425

22、滿足鋼構(gòu)件插入樁深度（不計(jì)鋼柱頂端阻力）T鋼筋和混凝土的粘結(jié)應(yīng)力（光面鋼筋取1.53.5）kN/m21.5E+03d型鋼等截面圓鋼直徑m0.147h插入樁長(zhǎng)度h=Ni/ (Txn%m1.493型鋼上部水平鋼板焊接強(qiáng)度驗(yàn)算b焊接強(qiáng)度Nwf1180l wtN/mm218.634滿足N塔吊拔力N500664.356lw焊縫長(zhǎng)度mm4478.000t焊縫高度，等于6mm6.000綴條計(jì)驗(yàn)算規(guī)格C12槽鋼面積（A）mm21570V1塔吊水平力引起剪力V1 = F4/2KN36.000V2扭矩引起的剪力V2 = Mn/2 (D X1.414 )KN76.909V水平力和扭矩組合作用剪力V = V1+V2KN112.909fv槽鋼抗剪強(qiáng)度f(wàn)vV/AN/mm271.917滿足螺栓計(jì)算塔吊每肢